砖瓦轮窑和内燃烧砖法

轮窑也称为环窑，是在公元1858年由德国人富里多利、霍夫曼（Holfmann）所设计的一种连续式窑炉，因此也称霍夫曼(Hoffman)窑，其外形为一椭圆型，其屋顶通常都做成八个角，与民间盛行之八卦图形相似，因此在台湾也被称为“八卦窑”；这种连续生产的焙烧设备，曾经是我国砖瓦工业生产中广泛使用的一种窑型，目前在农村地区仍大量使用。

优点
由于轮窑连续性作业，生产能力较大，而且产品焙烧过程中燃料燃烧所需的空气绝大部分来自冷却带已被预热过的热空气，而燃烧后的产物——烟气通过预热带时，又可用来充分预热砖坯，使其排烟温度仅为100～120℃左右，因而燃料燃烧热得以合理使用，使单位产品燃料消耗远低于间歇式窑炉。

轮窑焙烧每万块标准砖(规格240 x115×53 mm)其煤耗包括内燃料和外投煤量，一般为0．8～1．0t标准煤(其发热量QPH=2.93*1000kj/kg)，而间隙式作业的土窑煤耗为轮窑煤耗的三倍，每万块标准砖需2．5—3．0 t 标准煤。

内燃烧红砖法：耗煤500公斤以下，非内燃烧红砖法：耗煤750-1100公斤。

每块砖耗热量：2100-2717千卡，掺煤时先掺65%，留下的35%根据火情再加。

轮窑所需配套的机械设备及钢材用量都少，投资省，易上马。

在改革开放初期的中国广大农村实施新的农业经济政策时，不少地方筹建乡镇企业的小型砖瓦厂，绝大多数选择轮窑这一窑型，与土窑相比，采用轮窑焙烧砖瓦制品，既符合节约能源的要求，也与早期农村乡镇企业的财力和技术管理水平相适应。

缺点
但是轮窑的结构和工艺作业水平，与隧道窑相比，产量小，自动化水平太低，操作条件差，劳动强度高，所以已逐渐被一次码烧的隧道窑或辊道窑等更先进的窑炉所取代， 淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录特别是18门以下的砖瓦轮窑更是国家产业政策明令规定淘汰的落后设备。

目前，国内制砖工艺的轮窑绝大多数采用固体燃料煤，以煤矸石、劣质煤，粉煤灰、焦炭末等工业废料作内燃料。

个别砖瓦厂也有采用燃料油和天然气作为燃料。

此外，国外一些砖瓦工业发展较先进的国家，为了改善轮窑操作条件，提高其机械化水平，在轮窑结构上也做了不少改进，并实现了装出窑机械化．从而大大提高了轮窑生产的作业水平，这些都有待于我们摸索和探讨．使其在国内也能有新的发展。

轮窑结构
就一般情况而言，轮窑有一个连续的环形窑道，其直段部分为直窑段，半圆弧部分为弯窑段。

窑道内没有横隔墙，在窑道外侧墙隔一定距离设一个窑门，作为装出砖坯或成品砖之用，两个相邻窑门间的对应区段．称为一个窑室，或叫一个“门”，轮窑的规格就是以若干门数表示。

烧一部火轮窑，一般为16～22门，两部火一般为32—40门，三部火一般为54～60门。

每个窑室的长度(即门距)为5m左右，窑道内断面尺寸一般为内高2．8m 以下，内宽3～4m，如图所示。

沿整个窑道长度方向的两条平行窑道之间设有总烟道，每个窑室侧墙下部设有排烟孔(俗称“哈风”)，这种排烟孔设置于外侧墙处，称之为“外哈风”，设转置于内墙处，称之为“内哈风’：有的轮窑是两种哈风兼有．有的轮窑就只设外哈风。

在内、外哈风均设的轮窑中，由于结构上的特点和窑道内横向里外温度存在差异的原因，该种轮窑在弯窑段的窑室就仅设外哈风。

总烟道和排烟孔之问由地下支烟道相连通，支烟道与总烟道连接处设有铸铁锥形闸。

总烟道上设烟囱或排烟风机，另外也有用地下烟道将总烟道延伸至窑外一侧，再通向烟窗或排烟风机。

上述排烟孔、支烟道、总烟道和烟囱(或排烟风机)设施构成整个排烟系统。

在轮窑焙烧过程中，燃料燃烧后的烟气即经排烟孔、支烟道流入总烟道，再经烟囱或排烟风机排空。

轮窑工作系统
轮窑外墙总厚度1．5～2．5m，由两层砖墙中间填干粘土筑成，内窑墙厚365～485mm，外斜墙厚为370mm，轮窑顶由窑拱、填土层和面层组成，总厚度约为1．Om，其中窑拱砖厚为365mm，上面即用干粘土充填密实，面层用砖干法铺砌，窑拱和窑道内墙一般为普通建筑砖，也有采用部分粘土质耐火砖砌筑以提高砌体耐火等级和质量，延长窑的使用寿命 轮窑内产品焙烧是通过燃料在其砖垛内部燃烧方式实现的，故在窑顶设置投煤孔(俗称“火眼”)，燃料自投煤孔进入窑内，投煤孔沿窑道长度方向布置若干排，排距为750—1000mm，每排一般为4～5个，其横向间距为800～100Dmm左右，每排边部投煤孔与窑道侧墙间距一般不大于400mm，投煤孔内净空尺寸一般为120×120~150×150mm。

有些轮窑还设置有热利用系统，用以抽取热空气和烟气，供给人工干燥室烘干砖坯。

热利用系统包括抽取直接余热、间接换热和高温烟气三部分，直接余热是窑外空气进入
冷却带被加热后变成的热气体，它直接从冷却带经投煤孔抽出；间接换热是在窑拱的外表面
铺设换热管道，通过管道内空气与窑顶内部蓄热之间的交换，将冷空气加热后抽出;高温烟气是直接抽取焙烧带前部的低湿含量的高温烟气。

轮窑的焙烧工作原理
正常焙烧的轮窑，可分成预热带、烧成带，冷却带。

制品码入轮窑后不移动，而各带随
着连续不断地装坯(码窑)，焙烧，出坯(出窑)作业，则沿着环形窑道移动，如图3 4所示，燃料自焙烧带的投煤孔送入窑内后，在坯垛或空隙间进行燃烧，进而产生热量加热坯体。

燃料燃烧所需空气来自冷却带，即冷空气由冷却带已打开的窑门进入，向焙烧带方向流动，
由于对流传热的作用，冷空气被加热成热空气，这部分热空气，除部分从冷却带的投煤孔溢
出或当窑内设热利用系统时，有一部分披抽送至于燥室外．其余部分则进入焙烧带供燃料燃
烧用。

燃料燃烧所生成的烟气继续向预热带方向移动，通过对流、传导等热交换，使预热带的坯体得到预热而升温，从而烟气温度则相应逐渐降低，最后经排烟系统排出窑外。

为了能使预热带维持负压，使烟气能向前移动，在预热带一般开启五个排烟锥形闸，以
控制烟气流量。

装坯时，每间窑室用“纸档”把窑道整个断面封严，当火焰向前移动一个窑室距离时，即应提起预热带始端纸挡前一个窑室的锥形闸，将其纸档烧掉，同时将靠近焙烧带的一个锥形闸关闭，从而各带均前进一个窑室，配合装坯、出坯的作业，使轮窑焙烧即可连续不断地循环进行。

轮窑按每个部火而言，各带分布情况大致为：预热带 5～7门；焙烧带 2～3门；
冷却带4—5门}装出坯窑3～4门。

在正常生产中，虽然火焰不断前移（火行速度一般为一昼夜20-40m）,使各带的位置也随着相应前移，但各带所占窑室数基本无大变化，处于相对稳定状态。

因此，在实际生产过程中，要求生产管理和操作保证各带均衡，才能使轮窑得以始终正常运行，产品的产量和质量也才能有所保证。

轮窑的改进
如前所述，轮窑是生产砖瓦的的一种古老的热工设备。

虽然它具有连续性生产，产量较高，可以采用各种燃料，建造费用低等优点，但与隧道窑，辊道窑等现代窑炉相比较，其机械化程度低，作业环境差，劳动强度高，这是因为传统轮窑的结构使得制品机械化装窑和出窑受到较大限制之故。

近些年来，针对轮窑存在的问题和不足进行了研究和改进，其中敞开式轮窑（Opening Hoffman）就是一例。

窑敝开式轮窑是在原有传统轮窑的基础上，主要做了如下改进；
1． 改环形窑道变成两条平行的直形窑道； 、
2． 直形窑道两端和中部加设升降式窑门;
3. 在窑道靠近两端窑门处，内墙各设“过火洞”，使两条平行的窑道连通，以保持仍能连续焙烧；
4．为适应机械化装卸制品，有利于窑内传热，采用吊平顶结构；
5。

设置余热利用系统，将砖坯冷却热抽出，作为部分干燥热源；
6．投煤孔横向排列采用不等距方式，以利窑内坯垛焙烧温度均匀；
7．窑内制品的机械化装卸，需配备专用叉车进行。

专用叉车由适应不同规格制品的特殊叉具和普通叉车配套组成。